CN104427852A - 表面贴装机的组件支撑头 - Google Patents

Abstract

根据示例性实施例的一方面，提供一种表面贴装机的组件支撑头，所述组件支撑头包括：头主体；旋转头，多个支撑装置在所述旋转头中被安装为支撑组件，并且所述旋转头被安装为相对于安装在所述头主体处的头轴旋转；非接触式传输装置，安装在所述头主体和所述旋转头之间，其中，所述非接触式传输装置包括：第一芯，具有环形并设置在所述头主体上；第二芯，具有环形并设置在所述旋转头上，以面对第一芯；第一线圈，缠绕第一芯；第二线圈，缠绕第二芯并被设置为面对第一线圈，以通过电磁感应接收供应至第一线圈的电力。

Description

表面贴装机的组件支撑头

本申请要求于2013年9月6日在日本专利局提交的第2013-0185221号日本专利申请和于2013年10月21日在韩国知识产权局提交的第10-2013-0125540号韩国专利申请的优先权，所述两个申请的公开内容通过引用被全部包含于此。

技术领域

一个或更多个示例性实施例涉及一种被构造为将组件(例如，集成电路(IC)芯片)安装在基底上的表面贴装机的组件支撑头。

背景技术

表面贴装机是这样一种装置：被构造为通过使用具有支撑装置(例如，管嘴)的组件支撑头从组件供应单元拾取并支撑组件，将该组件传送至印刷电路板，并将该组件安装在印刷电路板上的期望的位置上。

包括头主体(具有多个支撑装置)和旋转头(被安装为围绕竖直轴可旋转)的旋转组件支撑头已经作为组件支撑头的示例进行了介绍(例如，参见第1998-284889号日本专利特许公开)。

在旋转组件支撑头中，电力从头主体被供应至旋转头，以驱动安装在旋转头中的传感器、多个支撑装置的致动器等。通常，如在第1998-284889号日本专利特许公开中披露的，滑环机构被用作电力供应机构。然而，在滑环机构中，滑环和旋转刷(brush rotate)彼此接触，从而降低了耐用性并阻碍了单元尺寸减小。

另一方面，第2006-515715号日本专利特许公开披露了一种包括非接触式能量和数据传输装置的旋转组件支撑头(参见第2006-515715号日本专利特许公开的第0034段至0036段和图1)。

图1示出了第2006-515715号日本专利特许公开中披露的能量和数据传输装置的主要部件。该能量和数据传输装置包括：环形第一芯100和第二芯200，用于传输能量(电力)；第一板形天线300和第二板形天线400，用于传输数据(信号)。

第一芯100具有倒置的U形截面，并且第二芯200被设置为使第一芯100的开口端封闭。

第一板形天线300和第二板形天线400被设置为在通过第一芯100(截面为倒置的U形)形成的中空腔室中彼此面对。第一芯100和第一板形天线300被设置在头主体500上。第二芯200和第二板形天线400被设置在围绕旋转轴600相对于头主体500旋转的旋转头700上。也就是说，旋转头700上的第二芯200和第二板形天线400相对于头主体500上的第一芯100和第一板形天线300旋转。根据第2006-515715号日本专利特许公开，由于上述结构，不论旋转头700相对于头主体500的旋转运动如何，数据(信号)都可经由第一板形天线300和第二板形天线400在头主体500和旋转头700之间双向交换，同时能量(电力)经由第一芯100和第二芯200从头主体500传输至旋转头700。

第2006-515715号日本专利特许公开披露了用于传输能量的磁场的方向大体上垂直于用于传输数据的电场的方向(参见第2006-515715号日本专利特许公开的权利要求12和第0018段)。参照图1，从第一天线300和第二天线400的布置明显的是，用于传输数据的电场的方向是竖直方向。因此，用于传输能量的磁场的方向是由图1中示出的环形箭头所指示的方向。

虽然未在第2006-515715号日本专利特许公开中示出缠绕第一芯100和第二芯200的线圈，但是线圈应如图2中所示缠绕第一芯100和第二芯200，以实现磁场的方向。也就是说，线圈110和210应分别沿着第一芯100和第二芯200的周向缠绕第一芯100和第二芯200。因此，图2中示出的单元可沿着周向布置，以形成环形结构，或者用于使线圈110和线圈210缠绕到第一芯100和第二芯200的多个通孔可沿着周向形成，以实现磁场的方向。然而，由于不论发生何种情况，第一芯100和第二芯200都是不连续地布置在周向上，因此当旋转头700(第二芯200)旋转时，会限制能量有效地传输的旋转位置(能量可传输位置)。当第一芯100和第二芯200未在能量传输位置上出现时，传输能量的效率低。

参照图3，当第二芯200设置在由实线所指示的能量可传输位置上时，可有效地传输能量，但是当第二芯200设置在由虚线所指示的位置上时，传输能量的效率低。

发明内容

一个或更多个示例性实施例包括组件支撑头，不论旋转头的旋转位置如何，组件支撑头都能按照非接触的方式将电力从头主体稳定地传输至旋转头。

另外的方面将在接下来的描述中进行部分的阐述，并且部分将通过描述而清楚，或者可通过本实施例的实践而了解。

根据示例性实施例的一方面，提供一种表面贴装机的组件支撑头，所述组件支撑头包括：头主体；旋转头，多个支撑装置在所述旋转头中被安装为支撑组件，并且所述旋转头被安装为相对于安装在所述头主体处的头轴旋转；非接触式传输装置，安装在所述头主体和所述旋转头之间，其中，所述非接触式传输装置包括：第一芯，具有环形并设置在所述头主体上；第二芯，具有环形并设置在所述旋转头上，以面对第一芯；第一线圈，缠绕第一芯；第二线圈，缠绕第二芯并被设置为面对第一线圈，以通过电磁感应接收供应至第一线圈的电力。

第一通孔可形成在第一芯的中部，第二通孔可形成在第二芯的中部，并且所述头轴可被安装为***到第一通孔和第二通孔中。

第一环形槽可形成在第一芯中，以与第一通孔同心，并且所述第一线圈可被安装为沿着第一环形槽缠绕。

第二环形槽可形成在第二芯中，以与第二通孔同心，并且所述第二线圈可被安装为沿着第二环形槽缠绕。

所述非接触式传输装置还可包括：第三线圈，被构造为缠绕第一芯；第四线圈，被构造为缠绕第二芯并被设置为面对第三线圈，其中，供应至第三线圈和第四线圈中的一个线圈的信号通过电磁感应被传输至第三线圈或第四线圈中的另一个线圈。

所述第三线圈和第四线圈可被设置为与第一线圈和第二线圈的内部相邻。

第一通孔可形成在第一芯的中部，第二通孔可形成在第二芯的中部，第三线圈可沿着第一通孔的圆周设置，并且第四线圈可沿着第二通孔的圆周设置。

第一环形凹口可沿着第一通孔的圆周形成，并且第三线圈可被安装为沿着第一环形凹口缠绕。

第二环形凹口可沿着第二通孔的圆周形成，并且第四线圈可被安装为沿着第二环形凹口缠绕。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，这些和/或其他方面将会变得清楚和更易于理解，其中：

图1是示出第2006-515715号日本专利特许公开中披露的能量和数据传输装置的主要部件的视图；

图2是示出第2006-515715号日本专利特许公开中披露的线圈缠绕在能量和数据传输装置上的方向的视图；

图3是示出第2006-515715号日本专利特许公开中披露的操作能量和数据传输装置时的状态的示意图；

图4是示出根据示例性实施例的组件支撑头的结构的概念图；

图5是示出根据示例性实施例的非接触式传输装置(non-contact typetransmission device)中产生的磁场的截面图；

图6A是根据示例性实施例的第一芯和第二芯的平面图；

图6B是根据示例性实施例的第一芯和第二芯的截面图；

图7是示出根据修改的实施例的非接触式传输装置中产生的磁场的截面图；

图8是根据示例性实施例的被构造为使用非接触式传输装置来传输电力和信号的***的框图。

具体实施方式

现在，将详细地描述实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指示相同的元件。就这一点而言，本实施例可具有不同的形式并且不应被解释为局限于在此阐述的描述。因此，下面通过参照附图仅描述实施例，以解释本说明书的各方面。

图4是示出根据示例性实施例的组件支撑头1的结构的概念图。图4的组件支撑头1应用于表面贴装机，以从表面贴装机的组件供应单元拾取并支撑电子组件，将该电子组件传送至印刷电路板，并将该电子组件安装在印刷电路板上的期望的位置上。

组件支撑头1包括：头主体10；头轴20；旋转头30，被安装为沿着头轴20的周向相对于头主体10可旋转；非接触式传输装置40，设置在头主体10和旋转头30之间。

在头主体10中，安装第一伺服电机11和第二伺服电机12，第一伺服电机11使旋转头30旋转，第二伺服电机12控制布置在旋转头30上的多个管嘴31的向上/向下运动。虽然图4中未示出，但是头主体10中还包括控制第一伺服电机11、第二伺服电机12和旋转头30的操作的主控制器。

不限制布置头轴20的方向，但是考虑到大部分表面安装操作在重力作用下执行，头轴20可被竖直地布置。头轴20与头主体10一体地形成。

旋转头30的外形大体上与头轴20穿过其中部的圆筒形状相同。当第一伺服电机11运转时，旋转头30沿着头轴20的周向R相对于头主体10旋转。

用作用于支撑电子组件的支撑装置的多个管嘴31沿着旋转头30的周向布置。管嘴31中的每个管嘴被安装为通过致动器(未示出，包括安装在旋转头30中的伺服电机)等沿着轴的周向T旋转并通过第二伺服电机12沿着轴的方向Z运动。

非接触式传输装置40包括第一芯41和第二芯42，并且还包括作为电力传输线圈的第一线圈43和第二线圈44以及作为信号传输线圈的第三线圈45和第四线圈46。

第一芯41与头主体10一体地设置。第二芯42与旋转头30一体地设置。

如图6A和图6B中所示，第一芯41和第二芯42具有相同的形状并且彼此相对地设置为在它们之间具有间隙G，以竖直地彼此对称。

参照图6A和图6B，第一芯41和第二芯42按照环形形成，并且第一通孔41a和第二通孔42a分别形成在第一芯41和第二芯42的中部。

在第一芯41中，第一环形槽41b与第一通孔41a同心地形成，并且第一环形凹口41c沿着第一通孔41a的圆周形成。

在第二芯42中，第二环形槽42b与第二通孔42a同心地形成，并且第二环形凹口42c沿着第二通孔42a的圆周形成。

头轴20被安装为***到第一通孔41a和第二通孔42a中。头轴20与头主体10一体地布置，使得头轴20具有微小的空隙，以在第二芯42的通孔42a中可旋转。

由于第一芯41与头轴20一起固定在头主体10上，因此头轴20固定地安装在第一芯41的第一通孔41a中。

第一线圈43被安装为沿着第一芯41的第一环形槽41b缠绕。第二线圈44被安装为沿着第二芯42的第二环形槽42b缠绕。也就是说，第一线圈43和第二线圈44被安装为沿着头轴20的圆周缠绕，并被设置为以间隙G而彼此面对，以传输电力。

第三线圈45被安装为沿着第一芯41的第一环形凹口41c缠绕。第四线圈46被安装为沿着第二芯42的第二环形凹口42c缠绕。也就是说，第三线圈45和第四线圈46被安装为沿着头轴20的圆周缠绕，并被设置为以间隙G而彼此面对，以传输信号。

由于在上述结构中，如图5所示，沿着头轴20的圆周设置的第一线圈43和第二线圈44之间均匀地产生用于传输电力的磁场M1，所以不管旋转头30的旋转位置如何，都可通过电磁感应以非接触的方式将稳定的电力从头主体10持续地并有效地传输至旋转头30。

此外，如图5所示，由于沿着头轴20的圆周设置的第三线圈45和第四线圈46之间均匀地产生用于传输信号的磁场M2，所以不管旋转头30的旋转位置如何，都可通过电磁感应以非接触的方式在头主体10和旋转头30之间传输信号。因此，各种信号(例如，来自头主体10的控制信号、来自旋转头30的传感器信号等)可在头主体10和旋转头30之间传输。在本公开中，术语“信号”应理解为包括以信号的形式传输的数据的概念。

具体地讲，在本实施例中，如图5所示，用于传输信号的第三线圈45和第四线圈46被设置为与用于传输电力的第一线圈43和第二线圈44的内部(内周)相邻，更具体地讲，第三线圈45和第四线圈46设置在第一通孔41a和第二通孔42a的圆周的边缘上，从而缩短用于传输信号的磁场M2的磁路。因此，可防止在用于传输信号的磁场M2和用于传输电力的磁场M1之间发生串扰(crosstalk)。

此外，虽然用于传输信号的第三线圈45和第四线圈46可被设置为与用于传输电力的第一线圈43和第二线圈44的外部相邻(如图7中所示)，但是用于传输信号的磁场M2的磁路增加，这种情况降低了磁场密度。因此，可在磁场M2和用于传输电力的磁场M1之间发生串扰。此外，为了增加磁场M2的磁场密度，应增加流过第三线圈45或第四线圈46的电流量或第三线圈45或第四线圈46的缠绕次数，从而增加了装置的尺寸和制造成本。因此，用于传输信号的第三线圈45和第四线圈46可被设置与用于传输电力的第一线圈43和第二线圈44的内周相邻(如图5中所示)。

接下来，将在下面详细地描述根据本实施例的被构造为使用非接触式传输装置40传输电力和信号的***。图8是该***的框图。

非接触式传输装置40包括用于传输电力和信号的传输单元47和接收单元48。图4的第一芯41、第一线圈43和第三线圈45连接到传输单元47。图4的第二芯42、第二线圈44和第四线圈46连接到接收单元48。也就是说，传输单元47设置在头主体10上，并且接收单元48设置在旋转头30上。

首先，将在下面描述用于传输电力的***的结构。48V的直流(DC)从外部被供应至传输单元47，通过高频电力传输电路被转换为100kHz的交流(AC)并被供应至第一线圈43。通过电磁感应在第二线圈44处产生感应电流，该感应电流通过接收单元48的整流电路被转换为DC，并通过两个DC-DC转换器被转换为24V和5V的DC电力。

24V的DC电力用于激活用于驱动旋转头30的多个管嘴31的各种传感器或致动器。5V的DC电力用于激活图8的接收单元48的信号收发电路、中央处理单元(CPU)、输入/输出(I/O)控制电路等。

然后，将描述用于传输信号的***的结构。如图8中所示，可根据公知的方法将信号从头主体10传输到旋转头30。此外，在图8中示出的用于传输信号的***中，传输单元47和接收单元48中的每个包括用于在头主体10和旋转头30之间传输信号(数据)的信号收发电路。例如，可按照非接触的方式在头主体10和旋转头30之间传输各种信号(例如，来自头主体10的控制信号、来自旋转头30的传感器信号等)。

如上所述，根据实施例，均呈环形的第一芯41和第二芯42被设置为彼此相对并且第一线圈43和第二线圈44被设置为沿着头轴20的圆周彼此相对，从而在第一线圈43和第二线圈44之间均匀地产生磁场。因此，不论旋转头30的旋转位置如何，都可通过电磁感应以非接触的方式将稳定的电力从头主体10持续并有效地传输至旋转头30。

此外，根据实施例，由于头轴20被安装为***到第一通孔41a和第二通孔42a中，因此第一芯41和第二芯42可被设置为与头轴20相邻。因此，可减小第一芯41和第二芯42的尺寸并且可设置以降低第一芯41和第二芯42的磁路的长度，从而提高电力传输的效率。

如上所述，根据本实施例的一方面，不论旋转头的旋转位置如何，都可按照非接触的方式将稳定的电力从头主体持续并有效地传输至旋转头。

此外，根据本实施例的一方面，当线圈用于传输信号时，可按照非接触的方式使信号与电力一起传输。

应理解的是，在此描述的示例性实施例应被认为仅是描述性的意义，而不用于限制的目的。每个实施例中的特征和方面的描述通常应被理解为可用于其他实施例中的其他相似的特征或方面。

虽然已经参照附图描述了一个或更多个实施例，但是本领域的普通技术人员将要理解的是，在不脱离由权利要求限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可在形式和细节方面对其做出各种改变。

Claims (9)

1.一种表面贴装机的组件支撑头，所述组件支撑头包括：

头主体；

旋转头，多个支撑装置在所述旋转头中被安装为支撑组件，并且所述旋转头被安装为相对于安装在所述头主体处的头轴旋转；

非接触式传输装置，安装在所述头主体和所述旋转头之间，

其中，所述非接触式传输装置包括：

第一芯，具有环形并设置在所述头主体上；

第二芯，具有环形并设置在所述旋转头上，以面对第一芯；

第一线圈，缠绕第一芯；

第二线圈，缠绕第二芯并被设置为面对第一线圈，以通过电磁感应接收供应至第一线圈的电力。

2.如权利要求1所述的组件支撑头，其中，在第一芯的中部形成第一通孔，

在第二芯的中部形成第二通孔，

所述头轴被安装为***到第一通孔和第二通孔中。

3.如权利要求2所述的组件支撑头，其中，在第一芯中形成第一环形槽，以与第一通孔同心，

所述第一线圈被安装为沿着第一环形槽缠绕。

4.如权利要求2所述的组件支撑头，其中，在第二芯中形成第二环形槽，以与第二通孔同心，

所述第二线圈被安装为沿着第二环形槽缠绕。

5.如权利要求1所述的组件支撑头，其中，所述非接触式传输装置还包括：

第三线圈，被构造为缠绕第一芯；

第四线圈，被构造为缠绕第二芯并被设置为面对第三线圈，

其中，供应至第三线圈和第四线圈中的一个线圈的信号通过电磁感应被传输至第三线圈和第四线圈中的另一个线圈。

6.如权利要求5所述的组件支撑头，其中，所述第三线圈和第四线圈被设置为与第一线圈和第二线圈的内部相邻。

7.如权利要求6所述的组件支撑头，其中，在第一芯的中部形成第一通孔，

在第二芯的中部形成第二通孔，

第三线圈沿着第一通孔的圆周设置，

第四线圈沿着第二通孔的圆周设置。

8.如权利要求7所述的组件支撑头，其中，沿着第一通孔的圆周形成第一环形凹口，

第三线圈被安装为沿着第一环形凹口缠绕。

9.如权利要求7所述的组件支撑头，其中，沿着第二通孔的圆周形成第二环形凹口，

第四线圈被安装为沿着第二环形凹口缠绕。